Doktorand*in für KI- und IMS-basierte Analyse von Fermentationsprozessen (w/m/d)

Durchführung der Untersuchungen im Rahmen des Forschungsprojektes:

• Aufbau eines Multiplex-Online-Systems zur Analyse der Gasphase von beispielhaften Fermentationsprozessen („Online-Volatilomics“) auf Basis von GC-IMS
• Aufbau von Referenzanalytik mittels gängiger Kopplungstechniken, z.B. GC-MS, LC-MS
• Aufbau von KI-basierten Datenanalyseverfahren hierzu, z.B. CNN, GAN, Autoencoder
• Entwicklung und Konzeption von Datenaugmentierungsverfahren zur Erzeugung synthetischer Daten, z. B. mittels neuronaler Netzwerke
• Entwicklung und Anpassung neuer Werkzeuge für Datenmanagement und -analyse (in Python)
• Bewertung, Vergleich mit der Literatur
• Präsentation der Ergebnisse, Veröffentlichungen
• Betreuung von Studierenden bei Studien- und Abschlussarbeiten
• allgemeine Labortätigkeit

• Moderne Labor- und IT-Ausstattung
• die Leistungen des öffentlichen Dienstes auf Grundlage des TV-L, wie z.B. Betriebliche Altersvorsorge, vermögenswirksame Leistungen und eine Jahressonderzahlung
• Work-Life Balance und Vereinbarkeit von Familie und Beruf durch Gleitzeit, zentrale Beratungsangebote über \"Zusammen am Campus\" und voiio
• Tiefgehende Einarbeitung in die Thematik erfolgt als „training on the job“
• arbeitsfreie Tage am 24.12. und 31.12.
• Maßnahmen des betrieblichen Gesundheitsmanagements, Hochschulsport und Firmenfitness
• Arbeiten in verkehrsgünstiger Lage mit bester VRN- und DB-Anbindung, nextbike Sharing und JobBike
• Fahrkostenzuschüsse bei Nutzung des Jobtickets
• Die Technische Hochschule Mannheim trägt das Prädikat \"Total E-Quality\".

Hintergrund: Bis heute erfolgt das Monitoring von Zellkulturen und Fermentationen - abgesehen von grundlegenden Parametern wie pH-Wert, Temperatur und Sauerstoffgehalt - häufig durch invasive Probenahme und anschließende Offline-Analyse. Dadurch werden nur wenige Daten mit zeitlichem Versatz erhoben und das Prozessverständnis ist gering. Selbst moderne Ansätze, wie die Online-Raman-Spektroskopie sind in ihrer Sensitivität und Selektivität begrenzt. Die Innovation im Projekt besteht in der Erfassung des Abgasstroms als bislang ungenutzter Informationsquelle mittels der hochsensitiven Ionenmobilitätsspektrometrie (IMS) in Verbindung mit modell- und KI-gestützte Analyse und ermöglicht dadurch ein schnelles und umfassendes Prozess-Monitoring („Online-Volatilomics“). Ziel ist eine verbesserte, automatisierte Online-Prozessanalyse, die bereits sehr früh in Fermentations- bzw. Entwicklungsprozessen tiefgehendes Prozessverständnis liefern kann.

Kooperation: Dieses Projekt ist eine Kooperation zwischen dem Institut für Instrumentelle Analytik und dem Institut für Zellbiologie der Technischen Hochschule Mannheim. Es ist eingebettet in die Innovationscommunity VIVET in der Förderlinie DATI-Pilot des BMFTR, worüber ein enger Austausch mit Interessenten aus der Industrie ermöglicht wird.
Das Arbeitsverhältnis ist bis zum 31.12.2028 befristet.